效率最高的热机.doc

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1、效率最高的热机——斯特林发动机热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等。热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。18世纪末和19世纪初，热机普遍为蒸汽机，它的效率是很低的，只有3%到5%左右，即有95%以上的内能没有得到利用。到1840年，热机的效率也仅仅提高到8%。现代柴油机的效率在34%到45%左右。伦敦的牧师罗巴

2、特·斯特林（RobertStirling1790—1878）对于热力学理论的研究，就是从提高热机效率的目的出发的。他所提出的斯特林循环的效率，在理想状况下，可以无限提高。当然受实际可能的限制，不可能达到100%，但提供了提高热效率的努力方向。斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”（Stirlingengine）。斯特林发动机是独特的热机，因为他们实际上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动，膨胀

3、气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。总能效率达到80%以上。气体在热置换气缸内，受移气活塞的推动，在冷端和热端来回流动。空气流动到热端时，受热膨胀，推动动力活塞向外运动。空气流动到冷端时，受冷收缩，吸引动力活塞向内运动。动力活塞就向外输出了动力，带动曲轴转动。斯特林发动机是一种外燃机，工作时燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。因为空气受冷受热都做功，所以斯特林发动机的理论效率比内燃机高，因为内燃机工作时，高温的尾气中的能量都浪费了。已设计制造斯特林发动机有多种结构，可利用包括太阳能在内

4、的各种能源，在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行应用。成功实例有美国STM公司的民用25KW外燃机以及日本亲潮级潜艇的发动机，中国潜艇也有自研成熟的斯特林发动机。人们甚至开始研究在计算机主板的散热风扇上使用斯特林发动机，通过北桥芯片的发热来带动斯特林发动机，以此来给硬件降温。（南通市第一初级中学顾维）